ХИДРОЛОГИЈА: ИСТОРИЈА, ПРЕДМЕТ ПРОУЧАВАЊА И ИСТРАЖИВАЊА - НАУКА - 2025

Хидрологије је наука која се бави проучавањем воде у свим његовим аспектима, укључујући и њену дистрибуцију на планети и њеној хидролошког циклуса. Такође се бави односом воде са околином и живим бићима.

Прве референце на проучавање понашања воде датирају из античке Грчке и Римског царства. Мерења протока Сене (Париз) које су извршили Пиерре Перраулт и Едме Мариотте (1640) сматрају се почетком научне хидрологије.

Хидрометеоролошка станица у националном парку Серра да Боцаина, Бразил. Извор: Халлеи Пацхецо де Оливеира, са Викимедиа Цоммонс.

Потом су настављена мерења на терену и израђени су све прецизнији мерни инструменти. Тренутно се истраживања базира на примени симулацијских модела.

Међу најновијим истраживањима издваја се оцена повлачења глечера услед глобалног загревања. У Чилеу се ледена површина слива Маипо повукла за 25%. У случају андских глечера, њихово смањење повезано је са загријавањем Тихог океана.

Историја

Древне цивилизације

Због важности воде за живот, проучавање њеног понашања предмет је посматрања од почетка човечанства.

Хидролошки циклус су анализирали различити грчки филозофи, попут Платона, Аристотела и Хомера. Док су били у Риму, Сенека и Плиниј су били забринути да разумеју понашање воде.

Међутим, хипотезе које су изнели ови древни мудраци данас се сматрају погрешним. Римљанин Марцо Витрувиус први је показао да је вода инфилтрирана у земљу долазила од кише и снега.

Поред тога, у то време развијена је велика количина практичног хидрауличког знања, што је омогућило изградњу великих дела попут Римских аквадуката или наводњавачких канала у Кини, између осталог.

Ренесанса

Током ренесансе, аутори попут Леонарда да Винција и Бернарда Палисија дали су важан допринос хидрологији; Били су у стању да проуче хидролошки циклус у односу на инфилтрацију кишнице и њен повратак кроз изворе.

КСВИИ век

Сматра се да је у овом периоду рођена хидрологија као наука. Започета су мерења на терену, посебно она која су извршили Пиерре Перраулт и Едме Мариотте у реци Сена (Француска).

Едмонд Халлеи. Извор: Непознато, преко Викимедиа Цоммонс

Истиче се и рад Едмонда Халлеиа у Средоземном мору. Аутор је успео да успостави однос између испаравања, падавина и струјања.

Век КСВИИИ

Хидрологија је постигла значајне помаке у овом веку. Извршени су бројни експерименти који су омогућили успостављање неких хидролошких принципа.

Можемо истаћи Берноуллијеву теорему која каже да се у струји воде притисак повећава када се брзина смањује. Остали истраживачи дали су релевантан допринос у вези са физичким својствима воде.

Сви ови експерименти представљају теоријску основу за развој квантитативних хидролошких студија.

КСИКС век

Хидрологија постаје јача као експериментална наука. Важни помаци остварени су у области геолошке хидрологије и у мерењу површинских вода.

У овом периоду развијене су важне формуле примењене у хидролошким студијама: истичу се Хаген-Поуисеуиллеова једнаџба капиларног протока и формула Дупуит-Тхием бушотине (1860).

Хидрометрија (дисциплина која мери проток, силу и брзину кретања течности) поставља своје темеље. Развијене су формуле за мерење протока и пројектовани су различити инструменти за мерење поља.

Са друге стране, Миллер је 1849. године открио да постоји директна веза између количине падавина и надморске висине.

20. и 21. век

Током првог дела 20. века квантитативна хидрологија остала је емпиријска дисциплина. Средином века су почели да се развијају теоријски модели да би се направиле тачније оцене.

1922. основано је Међународно удружење за научну хидрологију (ИАХС). ИАХС групише хидрологе широм света до данас.

Важни доприноси дају се теоријама хидраулике бунара и инфилтрације воде. Исто тако, статистика се користи у хидролошким студијама.

Године 1944. Бернард је поставио темеље хидрометеорологије истичући улогу метеоролошких појава у воденом циклусу.

Тренутно хидролози у различитим областима проучавања развијају сложене математичке моделе. Кроз предложене симулације могуће је предвидјети понашање воде у различитим условима.

Ови симулацијски модели су веома корисни за планирање великих хидрауличних радова. Поред тога, могуће је ефикасније и рационалније користити водене ресурсе планете.

Област студирања

Израз хидрологија долази од грчке хидрос (вода) и логотипа (наука), што значи наука о води. Стога је хидрологија наука која је одговорна за проучавање воде, укључујући њене обрасце циркулације и дистрибуције на планети.

Вода је важан елемент за развој живота на планети. 70% Земље је прекривено водом, од чега је 97% слано и чини светске океане. Преосталих 3% је слатка вода, а већина је смрзнута на светским половима и глечерима, што чини оскудни ресурс.

У области хидрологије процењују се хемијска и физичка својства воде, њен однос са околином и њен однос са живим бићима.

Хидрологија као наука има сложену природу, па је њено проучавање подељено на различита подручја. Ова подела разматра различите аспекте који се фокусирају на неке од фаза хидролошког циклуса: динамику океана (оцеанографија), језера (лимнологија) и река (потамологија), површинских вода, хидрометеорологије, хидрогеологије ( подземна вода) и криологија (чврста вода).

Леденик Куелццаиа (Перу). Извор: Едубуцхер, из Викимедиа Цоммонс

Недавни примери истраживања

Посљедњих година истраживања из хидрологије фокусирала су се углавном на примјену симулацијских модела, 3Д геолошких модела и умјетних неуронских мрежа.

Хидрологија површинске воде

У области хидрологије површинских вода примењују се модели вештачких неуронских мрежа како би се проучила динамика хидрографских базена. Дакле, пројекат СИАТЛ (Симулатор протока воде) се широм света користи за управљање сливовима.

Такође су развијени рачунарски програми попут ВЕАП-а (процена воде и планирање), који су развијени у Шведској и нуде се бесплатно као свеобухватно средство за планирање управљања водним ресурсима.

Хидрогеологија

У овом пољу дизајнирани су 3Д геолошки модели који омогућавају стварање тродимензионалних мапа подземних резерви воде.

У студији коју су спровели Гамез и сарадници у делти реке Ллобрегат (Шпанија), могли би се наћи присутни водоносници. На овај начин су регистровани извори воде овог значајног базена који снабдева град Барселоном.

Цриологи

Криологија је поље које је посљедњих година доживјело велики процват, углавном због проучавања глечера. У том смислу примећено је да светски ледници озбиљно погађају глобално загревање.

Стога су дизајнирани симулацијски модели за процјену будућег губитничког понашања глечера.

Цастилло је 2015. године оценио ледењаке базена Маипо, утврдивши да се површина леденика повукла 127,9 км ² , што је дошло до последњих 30 година и да одговара 25% почетне површине глечера.

У Андама, Бијеесх-Козхиккодан и др. (2016) обавили су процјену површине глечера током 1975. до 2015. године. Открили су да је у овом периоду дошло до значајног смањења ових залеђених водених маса.

Главни пад ледене површине Анда примећен је између 1975. и 1997. године, подударајући се са загревањем Тихог океана.

Референце

1. АСЦЕ Таск Цоммиттее за примену вештачких неуронских мрежа у хидрологији (2000) Вештачке неуронске мреже у хидрологији. И: Прелиминарни концепти. Јоурнал оф Хидрологиц Енгинееринг 5: 115–123.
2. Цампос ДФ (1998) Процеси хидролошког циклуса. Треће репринт. Аутономни универзитет Сан Луис Потоси, инжињерски факултет. Уредништво Университариа Потосина. Сан Луис Потоси, Мексико. 540 пп.
3. Бијеесх-Козхиккодан В, СФ Руиз-Переира, В Схансхан, П Теикеира-Валенте, АЕ Бица-Грондона, АЦ Бецерра Рондон, ИЦ Рековски, С Флоренцио де Соуза, Н Бианцхини, У Франз-Бремер, Ј Цардиа-Симоес. (2016). Упоредна анализа повлачења ледењака у тропским Андама помоћу истраживања даљинског испитивања. Геогр. Чиле, 51: 3-36.
4. Цастилло И (2015) Карактеризација ледењачке хидрологије слива реке Маипо кроз примену физички заснованог полу-дистрибуираног глацио-хидролошког модела. Магистарски рад из инжењерских наука, спомињање водних ресурса и животне средине. Универсидад де Цхиле, Факултет физичких и математичких наука, Департман за грађевинарство.
5. Корен В, С Реед, М Смитх, З Зханг и ДЈ Сео (2004), систем за моделирање хидротехничког лабораторијског истраживања (ХЛ-РМС) америчке Националне метеоролошке службе. Јоурнал оф Хидрологи 291: 297-318.
6. Ундергроунд Хидрологи Гроуп (ГХС), ЦСИЦ - Шпанија. хттпс://х2огео.упц.еду/ес/ Ревидирано 27. јануара 2019.